JP3142288B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3142288B2 JP02337640A JP33764090A JP3142288B2 JP 3142288 B2 JP3142288 B2 JP 3142288B2 JP 02337640 A JP02337640 A JP 02337640A JP 33764090 A JP33764090 A JP 33764090A JP 3142288 B2 JP3142288 B2 JP 3142288B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、乾式2成分現像剤を用いる電子写真方式
の画像形成装置に関し、特に、その画像濃度を安定化す
るための制御技術に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、乾式2成分現像剤を用いる電子写真方式の
画像形成装置において、感光体表面上に形成されたトナ
ー像の光反射率を検知することによって、トナー補給量
を制御する方法は公知であり、既に実用化されている。
このトナー補給量の制御方法は、制御効率やコストを
考慮して、一般に、送受光一対の光学センサを用い、中
間濃度部での付着量を検知することにより、制御を行な
っている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来のトナー補給量の制御方法に
おいては、中間濃度部でのトナー濃度は適度に制御され
るが、高濃度部(黒画像部)でのトナー付着は現像剤の
物理特性に影響されて必ずしも十分に制御されてはいな
い。特に、現像剤の初期装着時には工場出荷後長時間が
経過しているために放電が生じていて帯電量が低下して
おり、このため、現像剤の装置投入後数100枚は付着量
が不安定であり、上述したように、特に高濃度部でのト
ナー付着量が低下し、最終画像(でき上った画像)では
十分な濃度が得られていない。
この現像剤の初期装着時の帯電量の低下状態を補正す
るために、現像剤装着直後の画像形成スタート時に現像
装置だけを所定時間空回転させることによって現像剤の
帯電量を増加させることが行なわれているが、実際、市
販機では前記空回転のための時間は短時間に限られてい
るため、帯電量の十分な増加は得られていない。
また、特開昭60−217376号公報に開示されているよう
に、表面電位の異なる2点のトナー付着量を検知するこ
とによって得られる電位−付着量曲線の直線部の傾きに
基づいて制御する方法もあるが前述した初期装着時の帯
電量の低下には十分に対処することができていない。
そこで、この発明は、上述した従来の問題点を解消し
て、特別な装着を付加することなく、現像剤装着後の初
期における該現像剤の帯電量の低下を抑えて、低濃度部
から高濃度部まで安定したトナー付着量が得られる画像
形成装置を提供することを課題としている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明の要旨とするところは、帯電装置、クリーニ
ング装置を有し、露光装置により静電潜像を形成するた
めの像担持体と、該像担持体上の静電潜像を現像剤で現
像する現像装置とを備えた電子写真方式の画像形成装置
において、通常の画像形成モードとは別に、前記現像装
置内への現像剤の投入後、前記通常の画像形成モードの
前に、前記帯電装置、露光装置を用いて、前記像担持体
上に黒画像部を有する所定面積の潜像領域を形成し、前
記現像装置内へのトナー補給動作を停止して該潜像領域
を現像することにより該現像装置内のトナーを強制的に
消費させ、現像されたトナー像は前記クリーニング装置
で除去するトナー消費モードを設けたことにある。
〔作用〕
したがって、通常の画像形成モードの前に、潜像領域
が形成され、これを現像装置によって繰り返し現像する
ことによりトナーが強制的に消費されるトナー消費モー
ドが実行されるので、現像装置内のトナーの帯電量が増
加する。このため、画像形成モード中においては、特
に、高濃度部のトナー付着量の低下を抑えることがで
き、上記課題を解決することができるものである。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図はこの発明が適用される電子写真方式の画像形
成装置であり、同図において、1は光導電性を有する像
担持体である感光体ドラムであり、帯電装置2によって
所定電圧に帯電され、露光像(結像した走査光束)3に
よって感光体ドラム1上に静電潜像が形成される。この
静電潜像は、該潜像部に現像装置4によってトナーが付
着されることにより現像(顕像化)される。現像された
トナー像は給紙カセット5により搬送された記録用紙上
にコロナ転写装置6によって転写される。その後、感光
体ドラム1上の残留トナーはクリーニング装置8で除去
されることによって初期化され、次の作像工程に備え
る。
一方、トナー像を転写された記録用紙は、コロナ離装
置7で感光体ドラム1から分離され、定着装置9へと運
ばれる。この定着装置9は2本のローラにより構成さ
れ、加熱及び加圧することによって記録用紙上にトナー
を熱融着させて記録画像を形成した後、該記録用紙を排
紙トレー11に排出する。
次に、トナー濃度の制御動作について説明する。
先ず、図示しない基準画像パターンを現像した後、光
学センサ10によって、該基準画像パターン上のトナー付
着面における反射光量を検知することにより感光体ドラ
ム1上のトナー付着量を算出し、その値の大小に応じて
トナー収納容器12内に設置されているアジテータ13の回
転時間を制御する。このトナー収納容器12の現像装置4
に接合している部分には図示しない複数個の微小な穴が
設けられており、アジテータの回転時間に応じて該微小
な穴を介して所定量のトナーが現像装置4内へ供給され
ることにより、トナー濃度を一定に保つように制御され
る。この制御方法は感光体ドラム1上のトナー付着量を
直接制御できるので、現像剤の安定時には問題は生じな
い。
次に、この発明のトナー消費モードの制御内容につい
て具体的に説明する。
このモードは、現像剤の初期装着直後に通常の画像形
成モードに先立って、現像装置4内のトナーを強制消費
させるものである。第2図に示すように、先ず、帯電装
置2により感光体ドラム1の表面を帯電させ、LEDアレ
ーより成るイレーサ14の発光によって不要部分の電荷を
消去して、第3図に示すような、所定面積の潜像領域で
ある黒部パターンを感光体ドラム1上に作成し、高濃度
部に対応させた現像バイアスを印加することにより、感
光体ドラム1上にトナーを現像付着させて、強制的にト
ナーを消費させる。この動作中は通紙を行なわず、動作
終了時には感光体ドラム1上のトナーは直接、クリーニ
ング装置8によって除去される。このトナー消費を、第
2図に示すように、短時間の間に繰り返し行ない、所定
量のトナー消費を実行することにより現像装置4内のト
ナー帯電量が増加する。このトナー消費モード実施中に
は、トナー収納容器12内に存在する帯電していないトナ
ーが補給されて帯電量の増加が防害されることのないよ
うに、前述したトナー濃度の検知、及びトナー補給を含
むトナー濃度制御動作は停止させておく。
次に、上述した実施例の具体的な数値例を説明する。
トナー濃度3.0wt%(重量%)、帯電量15μC/g、現像剤
重量1Kgの初期現像剤で、前述したトナー消費モード
(第2図参照)を実行することにより、感光体ドラム1
上には第3図に示すような、白黒の画像濃度に対応した
静電潜像領域が繰り返し形成される。これを現像する
と、感光体ドラム1上のトナー付着量は約1mg/cm2とな
り、前記白黒の潜像領域の黒部パターンの面積は297×8
5×20=504900(mm2)=5049(cm2)であることから、
1分間の回転中に5gのトナーが消費されることになる。
しかも、この間に帯電量が5μC/g上昇し、トナー濃度
2.5wt%、帯電量20μC/gと十分な帯電量増加が得られ
た。従来の現像装置単体の空回し動作では帯電量は2.0
μC/g程度の増加しか得られなかったが、この実施例で
はその2.5倍もの増加が得られた。又実験によれば、10
μC/g程度の帯電量増加を数10秒の間に得ることができ
た。
このように、白黒の潜像領域を形成してトナー消費を
させながら現像装置4を連続回転させることにより帯電
量を大幅に増加させることができる。
さらに、上述したトナー消費モード実行の後、連続複
写動作を行なったところ、従来生じていた高濃度部にお
ける濃度低下を生じることなく初期から安定した複写動
作を行なうことができる。この実施例の帯電量の変化、
トナー濃度の変化、高濃度部での画像濃度の変化をそれ
ぞれ従来例と比較すると、帯電量の変化については第4
図に示すように、従来例(実線)に比較してこの実施例
(破線)では帯電量の大幅な増加が得られ、特に初期化
前(現像剤投入直後)から初期化後(従来例では現像装
置の空回し終了時、この実施例ではトナー消費モード実
行終了時を示す)にかけて十分な増加が得られている。
また、トナー濃度の変化については、第5図に示すよう
に、この実施例では、従来のような初期から500枚複写
時付近までのトナ濃度の低下は見られず、比較的安定し
ている。さらに、第6図に示す高濃度部の画像濃度の変
化から明らかなように、画像濃度が最小値を示す複写枚
数は放置時間差による初期の帯電量の値や、原稿濃度の
違いにより若干変動し、この実施例も従来例も同様の特
性曲線を描くが、この実施例では従来例程の濃度低下は
見られない。
なお、前記白黒の潜像領域を形成するときに消費させ
るトナーの量は、使用する現像剤の特性や、現像装置4
の回転速度等に応じて任意に黒部面積を変更することに
よって容易に調整することができ、これによって帯電量
を調整することができる。
また、この実施例では感光体ドラム1上の帯電電荷を
LEDアレーより成るイレーサ14の発光によって消去して
トナー消費のための前記白黒の潜像領域を形成している
が、これに限らず、例えば、感光体ドラム1上を帯電し
た後に、一定面積の黒部画像を有する基準原稿を用意
し、これを露光することによって感光ドラム1上に潜像
領域を形成しても良い。また、レーザ光やLED光を用い
て像形成を行なうデジタル方式の装置においては、前述
した感光体ドラム1の帯電後、それらの発光源に制御信
号を与えることによって前記潜像領域を形成することも
できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、通常の画像
形成モードとは別に、現像装置内への現像剤の投入後、
通常の画像形成モードの前に、像担持体上に所定面積の
潜像領域を形成し、現像装置内へのトナー補給を行うこ
となく、この潜像領域を現像してトナーを強制消費させ
るトナー消費モードを設けたので、別に高価な装置を付
設することなく、現像装置内のトナー帯電量を大幅に増
加させることができるため、従来の現像剤の帯電量低下
に伴なう画像形成モードにおける、特に高濃度部でのト
ナー付着量低下を抑えることができ、画像形成の初期か
ら安定した画像濃度を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に適用される画像形成装置の実施例を
示す概略構成図、第2図はトナー消費モードの制御タイ
ミングを示すタイムチャート、第3図は潜像領域を示す
説明図、第4図はトナー帯電量の変化を示す特性線図、
第5図はトナー濃度の変化を示す特性線図、第6図は高
濃度部の画像濃度の変化を示す特性線図である。 1……像担持体(感光体ドラム)、2……帯電装置、3
……露光像、4……現像装置、8……クリーニング装
置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 浩之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭62−34172(JP,A) 特開 昭63−235971(JP,A) 特開 昭63−136064(JP,A) 特開 昭59−204862(JP,A) 特開 昭59−116768(JP,A) 特開 昭57−111578(JP,A) 特開 昭58−108569(JP,A) 特開 昭59−220765(JP,A) 特開 昭63−273890(JP,A) 特開 昭60−232564(JP,A) 特開 平2−178674(JP,A) 特開 平2−226260(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/00 G03G 21/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】帯電装置、クリーニング装置を有し、露光
    装置により静電潜像を形成するための像担持体と、該像
    担持体上の静電潜像を現像剤で現像する現像装置とを備
    えた電子写真方式の画像形成装置において、 通常の画像形成モードとは別に、前記現像装置内への現
    像剤の投入後、前記通常の画像形成モードの前に、前記
    帯電装置、露光装置を用いて、前記像担持体上に黒画像
    部を有する所定面積の潜像領域を形成し、前記現像装置
    内へのトナー補給動作を停止して該潜像領域を現像する
    ことにより該現像装置内のトナーを強制的に消費させ、
    現像されたトナー像は前記クリーニング装置で除去する
    トナー消費モードを設けたことを特徴とする画像形成装
    置。
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